本发明涉及材料科学,具体涉及一种钌铱碲三元纳米管的制备方法及其应用。
背景技术:
1、一维金属纳米材料,如纳米线和纳米管等因其特殊的性能,在电化学催化、分析检测、电子器件等领域有广泛的应用。其中,金属铱(ir)和钌(ru)具有较强的耐酸稳定性因而在电催化等领域中展现出其独特的性能。另外一方面,金属纳米管由于其特殊的中空结构,相比于实心的纳米线可提供更大的比表面积,从而展现出更优异的电化学性能。
2、目前制备一维金属纳米管的方法大多采用模版法,分为硬模版法和软模版法两类。其中,软模版法通常难以制备较高长径比的纳米管,且能制备的金属管种类有限;而硬模版法,如采用铜、银纳米线等模版难以控制钌铱金属纳米管的形貌,且不易大规模生产,对于制备多元素的钌铱纳米管依然具有较大挑战性。
3、因此,需开发一种新的方案制备多元素的钌铱金属纳米管。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种钌铱碲三元纳米管材料的制备方法,利用可规模化制备的碲纳米线为模版,突破相关材料合成瓶颈;本发明为开发高长径比、多组分、可大规模制备的金属基纳米管提供新的技术方法,能够为其他类型金属纳米管材料合成提供思路。
2、第一方面,本发明提供一种钌铱碲三元纳米管的制备方法,包括以下步骤:
3、将碲纳米线、保护剂分散于有机溶剂中,搅拌均匀;所述有机溶剂在100-200℃下具有还原性;
4、加入钌和铱的混合金属盐溶液,搅拌均匀转移至反应釜;
5、反应釜于升温至150-200℃的烘箱中,反应5-10h,产物分离、洗涤后得到钌铱碲三元纳米管。
6、可选地,所述碲纳米线的直径为5-15nm,长度为100-1500μm。
7、可选地,所述保护剂包括聚乙烯吡咯烷酮、三乙酰氧基硼氢化钠、十二烷基硫酸钠。
8、可选地,所述有机溶剂包括乙二醇、n,n-二甲基甲酰胺。
9、可选地,所述方法利用高温下所述有机溶剂的还原性制得纳米管的管状结构。
10、可选地,所述混合金属盐溶液包括氯化钌和氯铱化钾。
11、第二方面,本发明提供一种钌铱碲三元纳米管。
12、可选地,所述三元纳米管的直径为10-15nm。
13、第三方面,本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在分析检测中的应用。
14、第四方面,本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在催化反应中的应用。
15、第五方面,本发明提供一种钌铱碲三元纳米管在制备电子器件中的应用。
16、本发明具备的有益效果包括:
17、(1)本发明提供的制备方法,采用碲纳米线作为模版,碲纳米线可规模化制备,可大规模生产,改善了铜、银纳米线等模版难以控制钌铱金属纳米管的形貌的问题;利用高温下有机溶剂的还原性制得纳米管状结构,且为制备其他类型金属纳米管的合成提供思路;
18、(2)本发明提供的制备方法,工艺简单、条件易控,对设备要求不高,有良好的工业化应用前景;
19、(3)本发明提供的方法制备得到的三元纳米管形貌良好,管长和纳米管直径的比值高,碲、钌、铱3种元素在纳米管中的分布较为均匀。
1.一种钌铱碲三元纳米管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碲纳米线的直径为5-15nm,长度为100-1500μm。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述保护剂包括聚乙烯吡咯烷酮、三乙酰氧基硼氢化钠、十二烷基硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述有机溶剂包括乙二醇、n,n-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合金属盐溶液包括氯化钌和氯铱化钾。
6.如权利要求1-4任一项所述的方法制得的钌铱碲三元纳米管。
7.根据权利要求5所述的三元纳米管,其特征在于,所述三元纳米管的直径为10-15nm。
8.如权利要求5所述的纳米管在分析检测中的应用。
9.如权利要求5所述的纳米管在催化反应中的应用。
10.如权利要求5所述的纳米管在制备电子器件中的应用。